摘要：為提高在設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中考慮故障潛在的失效模式對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品影響的可能性及為制定全面，有效的設(shè)計(jì)試驗(yàn)計(jì)劃和開發(fā)項(xiàng)目提供更多的信息，特建立一套改進(jìn)設(shè)計(jì)和開發(fā)

試驗(yàn)的優(yōu)先控制系統(tǒng)，為將來(lái)分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改以及先進(jìn)的設(shè)計(jì)提供參考，產(chǎn)生DFMEA。

關(guān)鍵詞：潛在失效；嚴(yán)重度；發(fā)生度；發(fā)現(xiàn)度；風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先指數(shù)

引言：

所謂DFMEA就是設(shè)計(jì)失效模式與影響分析，即通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，針對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)有特定功能狀況加以評(píng)估及量化其功能失效之嚴(yán)重度、發(fā)生度、發(fā)現(xiàn)度，得出量化之風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，再依此指數(shù)高低作為實(shí)施改善對(duì)策之優(yōu)先順位，并提供改善對(duì)策執(zhí)行效果之評(píng)估。它是由負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師/小組主要采用的一種分析工具，用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及相關(guān)的起因/機(jī)理已得到充分的考慮和說(shuō)明。這種系統(tǒng)化的方法體現(xiàn)了一個(gè)工程師在任何設(shè)計(jì)過(guò)程中正常經(jīng)歷的思維過(guò)程，并使之規(guī)范化和文件化。

1. DFMEA的目的包括以下幾項(xiàng)：

1.1.發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品中潛在的失效及其后果；

1.2.找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施；

1.3.為未來(lái)使用和持續(xù)改進(jìn)提供文件化的預(yù)防經(jīng)驗(yàn)和方法；

1.4.為全面有效的設(shè)計(jì)開發(fā)和確認(rèn)項(xiàng)目的策劃，提供更多的信息；

1.5.為推薦和跟蹤降低風(fēng)險(xiǎn)的措施提供一個(gè)公開的討論形式；

1.6.作為PFMEA重要的輸入；

1.7.為將來(lái)分析研究現(xiàn)場(chǎng)情況，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的更改及開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)

計(jì)，提供參考。

2. DFMEA展開時(shí)機(jī)

2.1.依照DFMEA定義，它是一種方法，消除或減少已知或潛在問(wèn)題，以強(qiáng)化顧客滿意至最大極限。因此，為了要達(dá)成此目的，展開DFMEA的時(shí)機(jī)必須愈早愈好；

2.2.當(dāng)現(xiàn)有系統(tǒng)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品部件等不管是何種理由，將要變更時(shí)；

2.3.當(dāng)既有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)部件的條件有新的應(yīng)用時(shí)；

2.4.當(dāng)既有的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)，產(chǎn)品，部件被考慮要改善時(shí)；

3. DFMEA 小組成員：

設(shè)計(jì)工程師通常的小組領(lǐng)導(dǎo)（“誰(shuí)設(shè)計(jì)誰(shuí)負(fù)責(zé)”）；檢驗(yàn)工程師；測(cè)試工程師；制造工程師；項(xiàng)目經(jīng)理；質(zhì)量工程師。運(yùn)動(dòng)器材行業(yè)一般為：研發(fā)（項(xiàng)目工程師），品保，測(cè)試，生技，生產(chǎn)線等。

4. DFMEA活動(dòng)的輸入

4.1.設(shè)計(jì)功能框圖；

4.2.產(chǎn)品/設(shè)計(jì)圖樣及工程規(guī)范（部分資料含于產(chǎn)品規(guī)格書中）；

4.3.由質(zhì)量機(jī)能展開（QFD）得到的設(shè)計(jì)要求；

4.4.產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量目標(biāo)，產(chǎn)品的使用環(huán)境；

4.5.以往類似產(chǎn)品的DFMEA （已建立之DFMEA庫(kù)含重大的“教訓(xùn)” 及客抱）；

4.6.將所有吸取過(guò)的重大的“教訓(xùn)”（如高的保修費(fèi)用以及重工費(fèi)用等）作為識(shí)別失效模式的輸入；

4.7.初始工程標(biāo)準(zhǔn)；

4.8.初始特殊特性明細(xì)表，特性即一種可測(cè)量的產(chǎn)品特性（如亮度、響度）或一種可測(cè)量的過(guò)程特性（如安裝力、溫度）；

4.9.競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手解決相同問(wèn)題的方法。

5.DFMEA活動(dòng)的輸出

5.1.潛在失效模式的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)定級(jí)；

5.2.與安全有關(guān)的項(xiàng)目明細(xì)；

5.3.會(huì)議紀(jì)要及DFMEA狀態(tài)的跟蹤；

5.4.若可能，消除失效的起因，減少失效路經(jīng)及失效后果；

5.5.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的探測(cè)能力，若可能，降低探測(cè)度數(shù)；

5.6.獲得顧客滿意的產(chǎn)品。

6.一個(gè)良好的DFMEA必須具備的條件

6.1.確認(rèn)已知及潛在失效模式；

6.2.確認(rèn)每一失效模式的效應(yīng)和原因；

6.3.依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先指數(shù)（產(chǎn)品的嚴(yán)重度、發(fā)生度及發(fā)現(xiàn)度）；

6.4.提供問(wèn)題改正行動(dòng)及跟催。

7.運(yùn)動(dòng)器材行業(yè)現(xiàn)行DFMEA窗體統(tǒng)一認(rèn)知

7.1.部件/功能（Process Function）

填入被分析項(xiàng)目的名稱和其它相關(guān)信息（如編號(hào)、零件級(jí)別

等）。如果該項(xiàng)目有多種功能，且有不同的失效模式，應(yīng)把所

有的功能單獨(dú)列出。一般可用BOM架構(gòu)或是特定的零組件。

7.2.潛在失效模式的定義（Potential Failure Mode）

7.2.1.在規(guī)定條件下 （環(huán)境、操作、時(shí)間），不能完成既定功能。

7.2.2. 在規(guī)定條件下，產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間

7.2.3.產(chǎn)品在工作范圍內(nèi)，發(fā)生零組件的破裂、爆炸、卡死、損壞

現(xiàn)象，潛在失效模式應(yīng)以物理的或技術(shù)用語(yǔ)描述，而非以顧

客觀察到的現(xiàn)象描述。

在運(yùn)動(dòng)器材行業(yè)，DFMEA潛在失效模式的定義包括：

7.2.3.1.運(yùn)動(dòng)器材機(jī)械部份：運(yùn)轉(zhuǎn)噪音，運(yùn)轉(zhuǎn)異音，機(jī)臺(tái)不穩(wěn)定，

零件斷裂，人體工學(xué)不正確，包裝易損毀，客戶難組裝等等。

7.2.3.2.運(yùn)動(dòng)器材電子/電機(jī)部份：馬達(dá)卡死，阻力無(wú)變化，LCD顯示

不清楚，軟件異常，線材易脫落等等。

7.3.潛在的失效后果的定義（Potential Effects of Failure）

潛在失效的效應(yīng)就是失效模式對(duì)功能的影響，的一樣；要清楚的說(shuō)明該失效模式是否沖擊到安全性，或與法規(guī)不符。

7.4.嚴(yán)重度 （Severity），

嚴(yán)重度是對(duì)一個(gè)已假定失效模式的最嚴(yán)重影響的評(píng)價(jià)等級(jí)。

對(duì)級(jí)別數(shù)值為9和10，不建議修改其判定準(zhǔn)則。當(dāng)某失效模式

的嚴(yán)重度為1時(shí)不應(yīng)該再被分析。

7.5.失效潛在的原因/機(jī)械原因（Potential Causes/mechanisms of Failure）

所謂潛在失效起因是指一個(gè)設(shè)計(jì)弱點(diǎn)的跡象，其結(jié)果就是失效模式。在該可能發(fā)生的范圍內(nèi)，列出對(duì)每個(gè)失效模式的所有的可以想到的失效起因。應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)明扼要，完整的把起因列出來(lái)，使得對(duì)相應(yīng)起因能采取適當(dāng)?shù)男Ｕ胧?/p>

運(yùn)動(dòng)器材行業(yè)典型的失效原因有：

材料不正確，設(shè)計(jì)壽命預(yù)計(jì)不足，焊接準(zhǔn)線不好，BOM設(shè)定錯(cuò)誤，公差標(biāo)注錯(cuò)誤，表面加工規(guī)格錯(cuò)誤，疲勞斷裂，材料不穩(wěn)定，磨損，焊接變形，制程能力不足。

7.6.發(fā)生率（Occurrence）

發(fā)生率是指設(shè)計(jì)的壽命中某一特定失效起因發(fā)生的可能性。

通過(guò)設(shè)計(jì)更改或設(shè)計(jì)過(guò)程更改（BOM，公差）來(lái)預(yù)防或控制該失效模式的起因是降低發(fā)生率的唯一途徑。

描述發(fā)生率級(jí)別數(shù)種在其含義，而不在于具體的數(shù)值。

7.7.用以控制的防御設(shè)計(jì)（Current Design Controls Prevention）

列出預(yù)防措施，設(shè)計(jì)確認(rèn)或其它的活動(dòng)，這些活動(dòng)的完成，若將確保該設(shè)計(jì)對(duì)于所考慮的失效模式來(lái)說(shuō)是充分的?，F(xiàn)行的控制方法指的是已經(jīng)用于或正在用于相同或相近設(shè)計(jì)中的哪些方法。常用的方法有：修改BOM，設(shè)定合理的公差，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)， 制作校正的治具等。

7.8.用以控制發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)計(jì)（Current Design Controls Detection）

在該項(xiàng)目發(fā)放量產(chǎn)之前，以任何解析的或物理的方法，查出失

效或失效模式的起因。通常的檢測(cè)方法有：目測(cè)，靜音室測(cè)試，

人員實(shí)測(cè)，強(qiáng)度分析，壽命測(cè)試，機(jī)械腳測(cè)試，T/R驗(yàn)證，P/R

驗(yàn)證，樣品驗(yàn)證等。

7.9.發(fā)現(xiàn)度（Detection）

發(fā)現(xiàn)度結(jié)合了列在設(shè)計(jì)控制中最佳的檢測(cè)控制等級(jí)，為了取得

低的檢測(cè)度數(shù)值，計(jì)劃的設(shè)計(jì)控制需要不斷的改進(jìn)。

7.10.填入風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先指數(shù)（RPN）：是嚴(yán)重度（S），發(fā)生度（O）和發(fā)現(xiàn)度（D）

的乘積，分?jǐn)?shù)越高表示風(fēng)險(xiǎn)越大。

在運(yùn)動(dòng)器材行業(yè)，設(shè)計(jì)工程師在First Sample時(shí)制作最初版的DFMEA表，并送審設(shè)計(jì)主管確認(rèn)，設(shè)計(jì)主管召集各相關(guān)部門主管討論，設(shè)計(jì)工程師針對(duì)RPN風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)高的事項(xiàng)修改設(shè)計(jì)，將變更后設(shè)計(jì)在研發(fā)內(nèi)部確認(rèn)是否需制樣測(cè)試，若測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)則完善RPN風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)；若失敗則重新評(píng)估修改設(shè)計(jì)。研發(fā)設(shè)計(jì)工程師在Final Sample時(shí)完善DFMEA表，召集各部門主管討論并檢討，持續(xù)執(zhí)行DFMEA，直至所有RPN值符合要求，完成最終版DFMEA并送呈設(shè)計(jì)部門主管簽核。最后將核準(zhǔn)之DFMEA存入檔案。

嚴(yán)重度、發(fā)生度、發(fā)現(xiàn)度其中有一項(xiàng)大于8的都要有改善建議和執(zhí)行方案，當(dāng)問(wèn)題的嚴(yán)重度大于8時(shí)，在執(zhí)行改善對(duì)策后，嚴(yán)重度不應(yīng)降低，應(yīng)該維持先前的評(píng)估值。RPN大于100的也要有改善的建議及執(zhí)行方案，并重新計(jì)算RPN值。

在運(yùn)動(dòng)器材行業(yè)，DFMEA可以用來(lái)判定潛在的失效模式，消除這種潛在失效的可能性，并將各種分析予以文件化，以備將來(lái)參考，在整個(gè)過(guò)程中，DFMEA不僅產(chǎn)品的質(zhì)量得到最優(yōu)化，而且有效防止不良的產(chǎn)品帶來(lái)的災(zāi)難性后果，使客戶，公司及個(gè)人的利益得到了有效的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]《 GBT19001----2008》 8.5.3預(yù)防措施